用于模拟锆合金二次氢脆现象的实验装置及实验方法，包括主实验段系统和控制保护系统，主试验段系统包括电加热棒、控制柜、锆合金包壳、反应容器、外热源及热电偶测温系统，控制保护系统包括测量反应容器内部压力的压力计、安全阀和泄压阀。本发明可承受高温高压的反应容器，实现在堆外模拟反应堆实际高温高压运行工况；控制柜通过调节电功率的方式，可调节加热棒的加热功率，来调节核心试验段的各部分温度，模拟反应堆运行工况下的热工参数；加热功率发生改变时，装置的径向热通量发生改变，锆合金包壳的导热率基本不发生改变，可保证包壳内外壁温差随功率发生改变；通过在锆包壳管预置微小破口，可使模拟用水渗入包壳管内部，满足二次氢脆的发生条件。